Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS thông qua việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm phần từ học vật lý 11 nâng cao (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Lê bảo trung Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Lê bảo trung

Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm phần từ học vật lý 11 nâng cao

Chuyờn ngành: Lý luận và phương phỏp dạy học mụn Vật lý

Luận văn thạc sĩ giáo dục học

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.Ts nguyễn quang lạc

Huế, Năm 2014

Demo Version - Select.Pdf SDK

LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi, các

số liệu và kết quả nghiên cứu ghi trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được cơng bố trong bất kỳ một cơng trình nào khác

Họ và tên tác giả

(Chữ ký)

Lª B¶o Trung

Demo Version - Select.Pdf SDK

Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phịng Đào tạo Sau đại học, Ban chủ nhiệm, quý thầy cơ giáo Khoa Vật lý trường Đại học Sư phạm Huế và quý thầy cơ trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ trong suốt quá trình học tập

Tác giả xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến thầy PGS.TS Nguyễn Quang Lạc đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Tác giả xin chân thành cảm ơn sự nhiệt tình giúp đỡ của Ban giám hiệu và quý thầy cơ trường THPT Minh Long, tỉnh Quảng Ngãi đã tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian thực nghiệm sư phạm

Tác giả cũng xin cảm ơn các anh chị học viên lớp LL&PPDH mơn Vật lí K21 đã giúp đỡ, đĩng gĩp nhiều ý kiến quý báu trong suốt thời gian thực hiện luận văn

Cuối cùng, tác giả xin gởi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, động viên trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn

Tác giả

Lª B¶o Trung

Lời cảm ơn

Demo Version - Select.Pdf SDK

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa i

Lời cam đoan ii

Lời cảm ơn iii

Mục lục i

Danh mục chữ viết tắt 4

Danh mục các bảng, biểu, hình vẽ, sơ đồ 5

MỞ ĐẦU 6

1 Lý do chọn đề tài 6

2 Lịch sử vấn đề nghiên cứu 8

3 Mục tiêu đề tài 10

4 Giả thuyết khoa học 10

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 11

6 Đối tượng nghiên cứu 11

7 Phạm vi nghiên cứu 11

8 Phương pháp nghiên cứu 12

9 Đóng góp của luận văn 12

10 Cấu trúc luận văn 13

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 14

1.1 Một số vấn đề về năng lực giải quyết vấn đề 14

1.1.1 Năng lực giải quyết vấn đề 14

1.1.2 Các kĩ năng trong năng lực giải quyết vấn đề 15

1.1.3 Những dấu hiệu của sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề 18

1.1.4 Tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức cho HS theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề 19

1.2 Một số vấn đề cơ bản về BTTN 24

1.2.1 Khái niệm BTTN 24

Demo Version - Select.Pdf SDK

1.2.2 Vị trí của BTTN trong hệ thống bài tập vật lý 25

1.2.3 Phân loại, các hình thức thể hiện và phương pháp giải BTTN 26

1.2.3.1 Phân loại BTTN 26

1.2.3.2 Các hình thức thể hiện BTTN 27

1.3 Nguyên tắc và quy trình xây dựng hệ thống BTTN 31

1.3.1 Một số điểm cần chú ý khi xây dựng hệ thống BTTN 31

1.3.2 Nguyên tắc xây dựng hệ thống BTTN 32

1.3.3 Quy trình xây dựng hệ thống BTTN 35

1.4.1 Đánh giá thực trạng 36

1.4.2 Những thuận lợi và khó khăn của việc sử dụng BTTN trong dạy học vật lý hiện nay 38

1.5 Quy trình sử dụng hệ thống BTTN theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS 40

1.5.1 Khái quát về hình thức bài lên lớp 40

1.5.2 Quy trình sử dụng BTTN theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề41 1.6 Kết luận chương 1 44

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BTTN TRONG DẠY HỌC PHẦN TỪ HỌC VẬT LÝ 11 NÂNG CAO THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 46

2.1 Xây dựng hệ thống BTTN phần Từ học Vật lý 11 nâng cao 46

2.1.1 Khái quát nội dung, cấu trúc phần Từ học Vật lý 11 nâng cao 46

2.1.2 Hệ thống BTTN phần Từ học 51

2.2 Sử dụng hệ thống BTTN theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS để giảng dạy một số kiến thức phần Từ học Vật lý 11 nâng cao 58

2.3 Kết luận chương 2 63

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 64

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 64

3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 64

3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 64

3.2 Nội dung và tiến trình thực nghiệm sư phạm 65

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 65

Demo Version - Select.Pdf SDK

3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm 65

3.3.2 Thực hiện giảng dạy 65

3.3.3 Kiểm tra đánh giá 66

3.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm 66

3.4.1 Nhận xét về tiến trình dạy học 66

3.4.2 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 67

3.5 Kết luận chương 3 71

KẾT LUẬN 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC

Demo Version - Select.Pdf SDK

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BTTN Bài tập thí nghiệm

HĐNT Hoạt động nhận thức

QTDH Quá trình dạy học

THPT Trung học phổ thông

TNSP Thực nghiệm sư phạm

Demo Version - Select.Pdf SDK

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU, HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ

Trang

Bảng

Bảng 3.1 Bảng thống kê các điểm số (Xi) của bài kiểm tra 67

Bảng 3.2 Bảng phân phối tần suất của hai nhóm ĐC và TNg 67

Bảng 3.3 Bảng phân phối tần suất lũy tích 68

Bảng 3.4 Bảng tổng hợp các tham số 70

Biểu đồ Biểu đồ 3.1 Phân bố điểm của hai nhóm ĐC và TNg 68

Biểu đồ 3.2 Phân phối tần suất 68

Biểu đồ 3.3 Phân phối tần suất lũy tích 69

Hình vẽ Hình 1.1 Tiến trình tổ chức HĐNT cho HS theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề 23

Hình 1.2 Quy trình sử dụng BTTN theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề 43

Sơ đồ Sơ đồ 1.1 Sơ đồ quy trình dạy học đặt và giải quyết vấn đề 20

Sơ đồ 1.2 Sơ đồ phân loại hệ thống BTTN 26

Sơ đồ 2.1 Sơ đồ cấu trúc chương “Từ trường” 50

Demo Version - Select.Pdf SDK

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Con người đang bước vào những năm đầu của thế kỉ 21, ở giai đoạn mà cuộc cách mạng khoa học công nghệ đang phát triển một cách vượt bậc Đi cùng với sự phát triển đó là lượng tri thức mới khổng lồ liên tục được bổ sung vào kho tàng tri thức nhân loại Với lượng tri thức đó con người ngày nay không thể nào nắm bắt hết được, do đó vấn đề không phải ở chỗ một người có thể nhớ được lượng kiến thức bao nhiêu mà là người đó phải có những năng lực gì để có thể giải quyết tốt hầu hết các yêu cầu vô cùng đa dạng trong cuộc sống hiện nay Điều đó tác động mạnh mẽ đến giáo dục đào tạo, đòi hỏi giáo dục đào tạo phải có sự đổi mới sâu sắc, toàn diện để có thể đáp ứng xu thế phát triển mới Đây vừa là cơ hội vừa là thách thức cho nền giáo dục Việt Nam

Yêu cầu thực tiễn như vậy đòi hỏi nền giáo dục Việt Nam phải thay đổi toàn diện và đồng bộ từ mục tiêu, nội dung đến phương pháp, phương tiện và hình thức dạy học

Một trong những nội dung chính của mục tiêu giáo dục phổ thông hiện nay

là chú trọng phát triển các năng lực, phát huy tính tích cực, tự giác chủ động , sáng tạo ở học sinh (HS) Điều đó được khẳng định trong Chiến lược phát triển giáo dục 2001-2010, ban hành kèm theo quyết định số 201/2001/QĐ/TTg ngày 28/12/2001

của Thủ tướng Chính phủ: “Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện… tạo điều

kiện để phát triển năng lực của mỗi HS, năng cao năng lực tư duy, kĩ năng thực hành, tăng tính thực tiễn, coi trọng kiến thức khoa học xã hội và nhân văn…”[1]

Mục tiêu này cũng được tái khẳng định trong Chiến lược giáo dục 2011-2020, ban hành kèm theo quyết định số 711/QĐ/TTg ngày 13/06/2012 của Thủ tướng Chính

phủ “Tiếp tục đổi mới phương pháp dạy học và đánh giá kết quả học tập, rèn

luyện theo hướng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo và năng lực tự học của người học…”[2]

Mục tiêu trên cũng được quy định tại điều 28 của Luật Giáo dục: “Phương

pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương

Demo Version - Select.Pdf SDK

pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn…”[18]

Theo đánh giá được ghi trong Chiến lược giáo dục 2011-2020 ban hành kèm theo quyết định số 711/QĐ/TTg ngày 13/06/2012 của Thủ tướng Chính phủ thì sau hơn 20 năm đổi mới, mặc dù đã có những bước chuyển biến tích cực, song giáo dục và đào tạo nước ta vẫn đang bộc lộ nhiều hạn chế, bất cập Một trong

những hạn chế đó là “Nội dung chương trình còn nặng về lý thuyết, phương pháp

dạy học còn lạc hậu, chưa chú trọng đến giáo dục kĩ năng sống, phát huy tính sáng tạo, năng lực thực hành của HS…”[2]

Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, phần lớn kiến thức vật lý trong chương trình trung học phổ thông (THPT) liên hệ chặt chẽ với các thí nghiệm (TN) và hầu như được rút ra từ thực nghiệm Sự phong phú về kiến thức, sự đa dạng về hình thức thí nghiệm chính là những lợi thế lớn đối với tiến trình đổi mới phương pháp dạy học bộ môn, để thực hiện tốt những yêu cầu về nội dung và phương pháp giáo dục như Luật Giáo dục đã quy định

Tuy nhiên, qua nhiều kênh thông tin khác nhau, có thế thấy việc dạy và học vật lý ở một số trường THPT còn nhiều hạn chế, đó là việc đổi mới phương pháp dạy học còn chậm, các hình thức dạy học theo lối “thông báo- tái hiện” vẫn còn tồn tại, sự đa dạng hóa các các loại bài tập sử dụng trong chương trình Vật lý phổ thông còn là vấn đề đáng phải quan tâm, đặc biệt là các dạng bài tập thí nghiệm (BTTN) còn khá ít ỏi và chưa được coi trọng trong dạy học vật lý Điều này ảnh hưởng không nhỏ đến sự phát triển tư duy cũng như năng lực xử lý các vấn đề được đặt ra trong học tập và cuộc sống

Nguyên nhân của thực trạng trên là tính thiếu đồng bộ trong việc đổi mới phương pháp dạy học và hình thức kiểm tra đánh giá Các kì thi hầu như không đề cập đến các vấn đề về thí nghiệm, cũng như BTTN Vì thế trong quá trình giảng dạy nhiều giáo viên (GV) đã không chú ý đến việc rèn luyện các kĩ năng liên quan đến các vấn đề về thí nghiệm Trong khi đó, việc rèn luyện các kĩ năng giải quyết vấn đề về BTTN lại là bước đi rất cần thiết để hình thành ở HS năng lực giải quyết

Demo Version - Select.Pdf SDK

vấn đề, phát triển được tư duy, sáng tạo- là hành trang quan trọng để HS bước vào cuộc sống muôn màu muôn vẻ

Thực tiễn dạy học cho thấy, việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề của

HS là hết sức quan trọng Nó có tác dụng thiết thực để HS chủ động chiếm lĩnh kiến thức và vận dụng kiến thức đó vào thực tế, từ đó làm cho HS tự tin và tích cực hơn trong học tập Dạy học không chỉ là việc truyền thụ hệ thống kiến thức cơ bản mà điều quan trọng là xây dựng ở HS phương pháp suy nghĩ, phong cách làm việc, cách tiếp cận và giải quyết các vấn đề thực tiễn đặt ra Đối với môn Vật lý, việc đặt HS vào yêu cầu giải quyết các vấn đề về BTTN, giúp HS rèn luyện các kĩ năng, thao tác tư duy so sánh, phân tích, suy luận, khái quát… đó là cơ sở để HS lĩnh hội các kiến thức vật lý một cách sâu sắc, không máy móc, đồng thời biết vận dụng kiến thức vào thực tiễn hiệu quả

Căn cứ vào những chủ trương lớn của Đảng, Nhà nước và của Ngành Giáo dục; nhận thức được tầm quan trọng của việc đổi mới phương pháp dạy học trong giai đoạn hiện nay và ý nghĩa của của việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS trong dạy học vật lý; đồng thời góp phần nâng cao hơn nữa chất lượng dạy

học vật lý ở trường THPT, chúng tôi thực hiện nghiên cứu đề tài: “Phát triển

năng lực giải quyết vấn đề cho HS thông qua việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm phần Từ học Vật lý 11 nâng cao”

2 Lịch sử vấn đề nghiên cứu

Trong dạy học vật lý, BTTN có tác dụng tốt nhiều mặt: giáo dục, giáo dưỡng, phát triển tư duy và giáo dục kĩ thuật tổng hợp Đặc biệt, BTTN là phương tiện hữu hiệu làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lý thuyết và thực tiễn Nhận thức được điều đó, trong những năm gần đây đã có không ít tác giả quan tâm đến việc nghiên cứu, đưa BTTN vào bài học vật lý ở trường phổ thông theo nhiều hướng khác nhau Dưới đây là một số nghiên cứu tiêu biểu:

Trong luận án tiến sĩ “Tổ chức hoạt động nhận thức cho HS trong dạy học

chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” Vật lý 11 THPT theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của máy vi tính” (2013), tác giả

Lương Thị Lệ Hằng đã làm rõ được các kĩ năng cần rèn luyện cho HS để phát triển

Demo Version - Select.Pdf SDK

năng lực giải quyết vấn đề, xây dựng được quy trình dạy học giúp HS rèn luyện các kĩ năng của năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của máy vi tính

Trong luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu khai thác sử dụng bài tập thí nghiệm,

thí nghiệm vật lý trong dạy học phần Vật lý phân tử và Nhiệt học ở trường THPT”

(2003), tác giả Nguyễn Đức Phước đã trình bày về vai trò của BTTN trong việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS, tác giả cũng đã sử dụng một số BTTN vào nội dung dạy học song lại chưa chú trọng đến xây dựng những định hướng cụ thể giúp GV có thể sử dụng đề tài một cách hiệu quả

Tác giả Nguyễn Thanh Sơn với đề tài “Xây dựng và sử dụng bài tập thí

nghiệm trong dạy học phần Điện từ Vật lý 11 THPT” (2009) cũng đề cập đến việc

sử dụng BTTN nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS Tuy nhiên, do mục tiêu ban đầu tác giả đặt ra chỉ là xây dựng một số BTTN và quy trình để giải các BTTN đó theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS mà chưa đề cập đến hình thức thể hiện, nguyên tắc xây dựng và những định hướng về sử dụng BTTN để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS

Với đề tài “Nghiên cứu sử dụng bài tập thí nghiệm theo hướng bồi dưỡng

năng lực tư duy vật lý cho HS trong dạy học chương “Dòng điện không đổi” Vật

lý 11 nâng cao THPT” (2009), tác giả Trịnh Thị Tấn cũng đã trình bày việc sử

dụng BTTN theo hướng bồi dưỡng năng lực tư duy cho HS Trong luận văn này, tác giả đã đề xuất được một số biện pháp bồi dưỡng năng lực tư duy vật lý thông qua BTTN, song tác giả cũng chỉ mới tập trung khai thác các thí nghiệm trong sách giáo khoa (SGK) mà chưa đưa ra quy trình xây dựng và sử dụng BTTN trong dạy học vật lý

Tác giả Trần Văn Tuấn với đề tài “Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm

chương “Tĩnh học vật rắn” Vật lý 10 nâng cao THPT” (2010) đã trình bày một số

vấn đề về xây dựng và sử dụng BTTN Tuy nhiên, cũng xuất phát từ mục tiêu ban đầu, tác giả mới chỉ tập trung vào loại bài tập dựa trên phương án thiết kế thí nghiệm

mà chưa đi sâu vào việc khai thác các dạng BTTN có sự hỗ trợ của máy vi tính

Trong luận văn thạc sĩ “Phát triển tư duy HS thông qua việc xây dựng và sử

dụng hệ thống bài tập thí nghiệm trong dạy học chương “Động lực học chất

Demo Version - Select.Pdf SDK